姜咏江

 

喜闻“天河一号”高性能计算机的核心将完全采用中国自己设计制造的“飞腾”处理器，至此完全有了属于“中国制造”的高性能计算机，说明我国的计算机科技发展已经达到了相当的技术水平。据报道，前期的“天河一号”使用了几千个Intel和AMD的处理器，想不到短短几个月的时间，就用自己设计的“飞腾”处理器完全替换下来，并且整机品质有较大提升，不能不说国防科技大学为中国计算机事业创造了奇迹。

 

说句实话，我不大看好那些耗电量相当于中小城市，设备排起来如一列火车，每年电费超过千万元的高性能计算机。高性能计算机是计算机能力的象征，但目前应用面的过于狭窄，经常在20％左右峰值下运行，费用一般叫人望而却步。国防科大能够设计制造出这样的高性能计算机，说明了我们国力的强大，特别是全部自主设计制造，足以证明我国计算机理论和方法的空前进步提高。在计算机领域，无论是理论还是技术，我们已经没有了“不可逾越”的障碍。

 

一年前曾听过“飞腾”处理器专家邢座程教授的报告，得知该处理器是综合了目前世界各高端处理器核心技术的优点设计成功的。“飞腾”虽然技术先进，但邢教授坦率地承认其中缺少“原创”。邢教授袒露的是科学家的胸怀和不甘示弱的决心。

 

计算机技术最尖端的就是CPU核心技术。计算机发展的60多年，美国等国家已经将单处理器计算机技术发展得淋漓尽致，特别是近二十年左右网络技术的广泛的蓬勃的发展，让计算机与远程通信技术紧密地糅合在一起，更使计算机张显出无与伦比的作用。什么“智慧地球”，什么“物联网”，什么“现代网络服务”，什么“云计算”，……，人类社会完全进入了一个前所未有的“计算机协同”时代。

 

在国外计算机技术迅速发展阶段，我们正处在“文化革命时期”，这使我们本来就落后的科学技术又向后退去了十几年，整整影响了我们一代人的发展。好在“文革”之后的“改革开放”政策优越，经过“派出去学习”“请回来工作”和国内广大科技人员的努力，通过三十年的不懈奋斗，在计算机技术等诸多方面已经接近或达到了世界先进水平。几年前我们就已经能够自主设计制造CPU芯片了，中科院计算所的“龙芯”就是典型的代表。现在一向以“先做系统，后做芯片”为方针的国防科大，不但成就了像“天河一号”这样“世界一流”的高性能计算机，而且使包括核心处理器芯片在内的关键部件，实现了全面国产化，不但让人兴奋，而且足见我们与世界发达国家的计算机科技水平已经能够处在同一水平线上了。如果认为若干年前在算机设计制造领域的工作，是一种“模仿”占据主流的局面，现在我们可以说，已经到了深入研究，创新设计的阶段了。

 

何为创新？怎样创新？这是现实摆在中国计算机科研人员面前的重要问题。

 

面对计算机“高科技”发展的大好形式，工信部组织了“核高基”重大科研专项。我经过了对工信部相关负责人员的访问，了解到这多少是一个“急功近利”的专项。据讲，“核高基”的目的是要“集中全国之力来打造在世界上具有竞争力的计算机企业”。据我所知，包括“飞腾”“龙芯”在内的计算机核心芯片设计，基本上仍处在“仿造”的阶段当中，其中的技术与方法，基本上是延用国外已经成功实施过的设计，其中尚有若干“知识产权”问题（“龙芯”与MIPS签约一事就有所反映），因而不可回避，我们的理论技术尚处在“追赶”状态。这样，我们研究制造的“核高基”很难在国际市场争得一席之地，难以摆脱国外计算机技术“消费大国”的局面。

 

由于计算机芯片功耗等方面的原因，计算机的发展已经全面推向了片上多处理器（CMP）时代。特别是超大规模集成电路封装技术的迅猛发展，使更多的电器资源，甚至一个相当规模的电子系统，都能够封装在一个芯片当中。这样的变化给计算机理论与技术的发展带来了许多新的课题，已经使计算机产业的片上多处理器技术迎来了全面的创新设计的挑战。

 

计算机以往那些看似成熟的理论和方法，已经不能适应新的任务和效率的更高要求。特别是“成功的”计算机设计方法遭遇到了前所未有的置疑。为延用以往的技术，照顾市场利益的需要，国外各大计算机公司推出了“尽可能兼容”的“多核”技术，试图仍然延用“软件的方法”来解决成百上千 “核”的同时并行工作。实际上，在高速、高效、充分并行的要求之下，所有“核”的任务分配与调度成了CMP技术的焦点。实际上，用软件的方法处理这些问题，已经形成了无法解决的“瓶颈”。软件的方法已经不能使每个“核”或处理器得到充分工作的机会。因此，全新的结构方式和任务分配调度的理念，必然会在CMP环境下诞生和发展。

 

如今，美国人在新的计算机结构芯片面前，还没有找到彻底解决的办法。这是“落后超越先进”的极好时机。因而，我们在理解掌握国外先进的思想方法的同时，要能批判地吸收他们的东西。针对当前计算机发展的新时代，我们要认真研究，勇于探索，开拓性地面对新一代多处理器计算机的问题。只有这样我们才能“跨越”，才能从落后变成先进，才能在未来的计算机科学技术领域实现“领先”的梦想。

 

作为国家科技发展的指导管理的科技部和工信部，一定要高瞻远瞩，在引导追赶先进的同时，抓住时机，集中力量实现跨越。在照顾商业利益的同时，投入一定的力量，敢于号召创新研究，发现创新研究，支持创新研究，施行“两条腿走路”的政策，才能在不长的时间内，在计算机领域“真正”赶上或超过美国。

 

计算机核心技术的创新研究，不但具有现实意义，而且具有长远的“战略意义”。我们必须重视计算机核心技术，而且要花大力气促进发展创新。

 

2010-4-10